Question

13．某種電飯鍋內部電路的簡化圖如圖所示，R₁為保溫器，阻值為913Ω，R₂為加熱器，煮飯時，電飯鍋盛米的內膽放入鍋內S₁自動閉合，再手動閉合開關S，電飯鍋開始工作；當鍋內食物溫度達到103℃時，限溫開關S₁會自動斷開，飯已煮好，并進入保溫狀態(tài)，請回答：

名稱	XX電飯鍋
額定電壓	220V
容量	1.5L
加熱功率	880W
保溫功率	50W

（1）在一個標準大氣壓下，若用這種電飯鍋燒水，則限溫開關S₁的自動斷電功能不起作用，這是為什么？
（2）電飯鍋部分參數(shù)如表所示，求其保溫功率？（注：保溫功率為整個電路消耗的功率）
（3）某次電飯鍋正常工作煮好飯后，經測算水和米吸收的總熱量為1.188×10⁶J．所用時間為25min（不含保溫時間），求此電飯鍋將電能轉化為熱能的效率？

Answer 1

分析 （1）一個標準電壓下，水的沸點是100℃，而當鍋內食物溫度達到103℃時，開關S₁會自動斷開，據(jù)此解釋這種電飯鍋燒水時，開關S₁不能起作用的原因；
（2）電飯鍋加熱時電路為R₂的簡單電路，知道加熱功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₂的阻值；保溫時，兩電阻串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出保溫功率；
（3）知道水和米吸收的總熱量，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出25min消耗的電能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出此電飯鍋將電能轉化為熱能的效率．

解答 解：（1）在一個標準大氣壓下，水的沸點是100℃（水沸騰時吸熱，溫度保持不變），達不到103℃，
所以限溫開關S₁的自動斷電功能不起作用；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{（220V）^{2}}{880W}$=55Ω，
保溫時，兩電阻串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，保溫功率：
P_保溫=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{913Ω+55Ω}$=50W；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的電能：
W=P_加熱t=880W×25×60s=1.32×10⁶J，
此電飯鍋將電能轉化為熱能的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.188×1{0}^{6}J}{1.32×1{0}^{6}J}$×100%=90%．
答：（1）在一個標準大氣壓下，水的沸點是100℃（水沸騰時吸熱，溫度保持不變），達不到103℃，所以限溫開關S₁的自動斷電功能不起作用；
（2）電飯鍋保溫功率為50W；
（3）此電飯鍋將電能轉化為熱能的效率為90%．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和電功率公式、效率公式的靈活運用，關鍵是知道一個標準電壓下水的沸點是100℃以及“當鍋內食物溫度達到 103℃時，開關S₁會自動斷開”這一條件的具體應用．